Устройство для выделения тактового колебания Советский патент 1977 года по МПК H04L7/02 

Ивобретение.относится к радиотехническим .системам вьщеления сигналов с повышенной фазовой стабильностью и может использоваться в устройствах тактовой (поси вольной) синхронизации систем связи с вмпульсными видами модуляции. Известно устройство для выделения тактового колебания, содержащее последовател но соединенные подстраиваемый генератор, фазовый детектор, фильтр нижних частот и сумматор, другой вход которого соединен с вь: ходом блока автопоиска, а выход подключен к входу подстраиваемого генератора, причем на другой вход фазового детектора подан входной сигнал l . В этом устройстве сигнал снятия поискового воаде ствия формируется при синхронизме на гармониках основной частоты тактового колебания. Однако известное устройство имеет узкий диапазон автопоиска тактового колебания и большое время вхождения в синхронизм по основной гармонике тактового колебания. Цель изобретения - расширение диапазона автопоиска тактового колебания и сокращение времени вхождения в синхронизм. Для этого в устройство для вьшеления тактового колебания, содержащее последовательно соединенные подстраиваемый генератор, фазовый детектор, фильтр нижних частот и сумматор, другой вход которого соедине)} с выходом блока автопоиска, а выход подключен к входу подстрешваемого генератора, причем на другой вход фазового детектора подан входной сигнал, введены блок сравнения длительности импульсов, два пороговых блока, два элемента НЕТ, датчик направления перестройки, бистабильхный элемент, элемент ИЛИ и блок запуска, при этом выход фильтра нижних частот через последовательно соединенные первый пороговый блок и первый элемент НЕТ подключен к одному из входов датчика направ- Ленин перестройки, а через последовательно соединенные второй пороговый блок и второй элемент НЕТ - к другому входу датчика направления перестройки, выход которого подключен к одному из входов блока автопоиска, выходы первого и второго элементов НЕТ через элемент ИЛИ подключены к одному из входов блока запуска, выход которого соединен с другим входом блока автопоиска, а другой вход блока запуска соединен с первым входом бистабильного элемента, второй выход которого подключен к зап{- щающим входам первого и второго элеменюв НЕТ,: причем к первому входу бистабилыюго элемента подключен выход первого порогового блока, а к второму входу подключен выход подстраиваемого гене ратора через блок сравнения длительности импульсов, на другой вход которого подан входной сигнал. На чертеже дана структурная электр гчес- кая схема устройства для выделения тактового колебания. Устройство для вьщеления тактового колебания содержит последовательно соединен- ные подстраиваемый генератор 1, фазовый детектор 2, фильтр 3 нижних частот и сумматор 4, другой вход которого соединен с выходом блока 5 автопоиска, а выход подключен к входу подстраиваемого генератора 1, блок 6 сравнения длительности импульсов, два шэроговых блока 7, 8, два элемента НЕТ 9, 10, датчик 11 направления пере стройки, бистабильный элемент 12, элемент ИЛИ 13 и блок 14 запуска. При этом выхо фильтра 3 нижних частот через последова- тельаю соединенный первый пороговый блок 7 н первый элемент НЕТ 9 подключен к однсмлу из входов датчика 11 направления перестройки, а через последовательно соеди- неаиые второй пороговый блок 8 и второй элемент НЕТ 1О - к другому входу датчика 11 направления перестройки, выход которого подключен к одному из входов блока 5 автопоиска, выходы первого 9 и второго 1О элементов НЕТ через элемент ИЛИ 13 подключены к одному из входов блока 14 запуска, выход которого соединен с другим входом блока 5 автопоиск, а другой вход блока 14 запуска соединен с первым выходом бистабильного элемента 12, второй вы- ход которого подключен к запрещающим вхо дам первого 9 и второго 1О элементов НЕТ причем к первому входу бистабильного элемента 12 подключен выход первого порогового блока 7, а к второму входу подклю чен выход подстраиваемого генераторй 1 через блок 6 (.равнения длительности импул сов, на вход которого подан входной сигнал. Предлагаемое устройство работает следу ющим образом. При неравенстве длительностей импульсов на входах блока 6 сравнения с его выхода поступает непрерывней последовательность импульсов (сигнал ошибки), устанавливающая бистабильный элемент 12 в состояние, при котором на блок 14 запуска поступает сигнал разрещения автопоиска. При этом в зависимости от уровня сигнала на выходе датчика 11 направления перестройки на вход подстраиваемого генератора 1 через сумматор 4 поступает ступенчатый сигнал, осуществляющий перестройку подстраиваемого генератора 1 по частоте в сторону увеличения или уменьшения. Одновременно на запрещающие входы первого 9 и второго 10 элементов НЕТ выхода бнстабильного элемента 12. поступает сигнал, запрещающий поступление сигналов с выходов первого 7 и второго 8 пороговых блоков на входы датчика 11 направления перестройки и элемента ИЛИ 13. Уровень сигнала на выходе датчика 11 направления перестройки при этои остается прежним и частота подстраиваемого генератора 1 изменяется до границы полосы захвата системы фазовой автоподстройки частоты. Захват частоты кольцом фазовой авгопо стройки на гармониках частоты тактового колебания не вызывает снятия поискового воздействия, так как на выходе блока 6 сравнения длительности импульсов формируется сигнал ощибки и бисгабильный элемент 12 не изменяет своего состояния, даже если сигнал фазового рассогласования превыщает уровень нечувствительности первого порогового блока 7. Также остается прежним уровень сигнала, снимаемого с выхода датчика 11 направления перестройки. При захвате на основной гармонике тактового колебания формирование сигнала ошибки на выходе блока 6 сравнения длительности импульсов прекращается. Сигнал фазового рассогласования, поступающий с выхода фазового детектора 2 через фильтр 3 нижних частот на входы пороговых блоков 7 и 3, при превьппении уровня нечувствительности, например, первого порогового блока 7 вызывает изменение уровня сигнала на входе бистабильного элемента 12 и его переключение. На вход блока 14 запуска поступает сигнал с первого выхода бистабильного элемента 12, запрещающий изменение поискового воздействия (уровня ступенчатогю сигнала), а на входы элементов НЕТ 9 и 1О со второго выхода бистабильного элемента 12 - уровень, разрешающий прохождение сигналов с выходов пороговых блоков 7 и 8 на входы датчика 11 направления пе.рестройки и элемента ИЛИ 13. На выходе элемента ИЛИ 13 появляется сигнал, разрешающий дальнейщее изменение уровня ступенчатого сигнала в сторону уменьшения сигнала фазового рассогласования, так как направление перестройки остается прежним. После уменьшения сигнала фазового рассогласования до уровня порога нечувствительности первого порогового блока 7 на выходе элемента ИЛИ 13 появляется сигнал запрещающий дальнейщее изменение поискового воздействия, так как состояние биста бильного элемента 12 при этом не изменяется. При этом в устройстве устанавливается режим синхронизма, характеризующийся сгьределенным соотношением фаз между сигналом с выхода подстраиваемого генератора 1 и входным сигналом. Это соотношение поддерживается в пределах заданного допуска (определяемого зоной нечувствительности пороговых блоков), так как превьпиенне сигналом фазового рассогласования уровня нечувствительности какого-либо пороге- во го блока (7 или 8) вызывает появление соответствующего (О или ) уровня сигнала на выходе датчика 11 направления перестройки и запуск блока 5 автопоиска, вследствие чего сигнал фазового рассогласования уменьшается до уровня нечувствительности соответствующего порогового блока, В случае, когда при неравенстве длитель ности импульсов на входах блока 6 сравнвния длительности импульсов автопоиск такто вого колебания начинается в направлении, противоположном рассмотренному выше, уменьшения разности частот до пределов полосы захвата, срабатывает пороговый блок 8, Но изменение состояния бистабильного элемента 12 происходи т лишь после того, как сигнал фазов1ого рассогласования превышает уровень нечувствительности порогового бло ка 7. При этом изменяется; направлениепв рестройки, сигнал фазового рассогласования уменьшается до уровня нечувствительности порогового блока 7 и в устройстве устанавливается режим синхронизма. Испытания предлагаемого устройства показали, что диапазон автопоиска тактовогчэ колебания расширяется до значений, величина которых ограничивается только частот ными свойствами элементов, входящих в состав системы фазовой автоподстройки частоты, а время вхождения в синхронизм при соотношении значений верхней граничной частоты, с которой начинается автопоиск, к нижней, равному 16, составляет не более 0,2 сек. Кроме того, обеспечивается определенное фазовое соотношение (в пределах заданного допуска) между выходным сигналом подстраиваемого генератора 1 и входным сигналом, которое автоматически поддерживается. Это позволяет использовать изобретение в устройствах, в которых необходимо стабильное и строго определенное фазовое соотношение между синхронизируемыми сигналами. Формула изобретения Устройство для выделения тактового колебания, содержащее последовательно соединенные подстраиваемый генератор, фазовый детектор, фильтр шокних частот и сумматор, другой вход которого соединен с выходом блока автопоиска, а выход подключен к входу подстраиваемого генератора, причем на другой вход фазового детектора подан входной сигнал, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона автопоиска тактового колебания и сокращения времени вхождения в синхронизм, введены блок сравнения длительности имйульсов, два пороговых блока, два элемента НЕТ, датчик направления перестройки, бистабильный элемент, элемент ИЛИ и блок запуска, при этом выход фильтра нижних частот ч&рез последовательно соединенные первый пороговый блок и первый элемент НЕТ подключен к одному из входов датчика направления перестройки, а через последовательно соединенные второй пороговый блок и второй элемент НЕТ - к другому входу датчика на- правления перестройки, выход которого под- лючей к одному из входов блока автопоиоа, выходы первого и второго элементов НЕТ через элемент ИЛИ подключены к одь ому из входов блока запуска, выход котоого соединен с другим входом блока авто-, оиска, а другой вход блока запуска соединен с первым выходом бистабильного элемента, второй выход которого подключен к зарещающим входам первого и второго элеентов НЕТ, причем к первому входу бисгатильного элемента подключен выход первоо порогового блока, а к второму входу одключен выход подстраиваемого генерато-i а через блок сравнения длительности имульсов, на другой вход которого подан ходной сщнал. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Шахгильдян В. В., Ляховкин А. А. Системы фазовой автоподстройки частоты. М., Связь, 1972, с. 296.